Geen instructiestress en kramp in je vingers meer. Origamivouwen wordt er een stuk gemakkelijker op. Met dank aan onderzoekers van Harvard University en het Massachusetts Institute of Technology. Zij maakten een slim materiaal dat in staat is zichzelf tot een bootje of een vliegtuigje te vouwen. Je hoeft alleen nog maar op de knop te drukken.

In de laatste editie van PNAS beschrijven de Amerikanen hoe ze een origamivelletje maakten uit 32 driehoekjes van stevig glasvezelversterkt kunststof. Die zijn aan elkaar verbonden met makkelijk te buigen siliconenrubber en kleine actieve scharniertjes.

De scharniertjes zorgen ervoor dat het velletje zichzelf langs de siliconenrubber naden kan opvouwen. Ze zijn gemaakt uit geheugenmetaal, dat in staat is een bepaalde vorm te ‘onthouden’. Komt de temperatuur boven de 70 graden, dan nemen de scharniertjes hun herinnerde, gevouwen toestand aan. Koelen ze weer af, dan is het origamivelletje gemakkelijk weer plat te strijken. Om ervoor te zorgen dat de gevouwen toestand stabiel blijft, gebruikten de onderzoekers kleine magneetjes. Eenmaal op elkaar gevouwen driehoekjes klikken daardoor stevig aan elkaar vast.

De zelfvouwtruc van de origamivelletjes is erop gebaseerd dat op het juiste moment de juiste scharniertjes actief worden. De onderzoekers krijgen dat voor elkaar met elektronica die groepen van scharniertjes tegelijk elektrisch verwarmt. Op YouTube is te zien wat er gebeurt als dat in de juiste volgorde gebeurt: het velletje vouwt zichzelf. Tot een rudimentair bootje, of een vliegtuigje.

Programmeerbaar
Leuk natuurlijk, maar bij MIT en Harvard gaat het niet om de fun alleen. Het serieuze idee achter de zelfvouwende origami is dat van ‘programmeerbare materie’. Daarbij gaat het om materialen die zichzelf transformeren tot allerlei producten met gewenste vormen en eigenschappen.

De Amerikanen presenteren in hun PNAS artikel een ontwerpstrategie voor programmeerbare materie. Origami blijkt een prachtig startpunt. De driehoeken zijn de simpele basiseenheden en de scharniervouw een eenvoudig actief element. Bovendien is het concept makkelijk uit te breiden door heel veel driehoeken te nemen. Hoe kleiner die driehoekjes, hoe kleiner de te realiseren details. Verder is er voor het ‘programmeren’ geen computer nodig. Het is gewoon een kwestie van de juiste elektronica aanbrengen. In de vorm van een zelfklevende elektronische folie bijvoorbeeld.

Onderzoeker Robert Wood van Harvard wil snel op weg naar de fabricage van alledaagse objecten met programmeerbare eigenschappen: “Stel je voor dat je al je gereedschap in de kist kunt laten liggen, en met een stapel zelfvouwende vellen precies de structuren kunt maken die je nodig hebt.”

Harm Ikink

E. Hawkes e.a.: Programmable matter by folding, in PNAS Early Edition, 29 juni 2010